一种煤矿巷道支护固结构及其施工方法与流程

1.本发明属于煤矿巷道加固技术领域，具体地说涉及一种煤矿巷道支护固结构及其施工方法。


背景技术：

2.随着社会的不断发展，社会能源需求的不断提高，煤炭作为主要的能源来源，其需求量越来越大，但是，随着煤炭开采量和开采范围的不断增加，煤炭的开采条件越来越困难。我国煤矿主要是地下开采，需要在井下开掘大量巷道，为了保证煤矿巷道的牢固度，需要在煤矿巷道中设置加固支护，以保证煤矿开采的安全性，对巷道进行支护的根本目的在于缓和及减少围岩的移动，使巷道断面不致过度缩小，同时防止已散离和破坏的围岩冒落，采用巷道支护来保持巷道畅通和围岩稳定对煤矿建设与生产具有重要意义。
3.目前，巷道支护固结构大都结构单一，结构强度不足，长时间使用后很难保证巷道支护的稳定，从而使煤矿开采工作的安全性得不到保证，且施工工艺大都较为繁琐，施工效率较低，施工后支护的结构强度得不到保障。


技术实现要素：

4.针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种煤矿巷道支护固结构及其施工方法。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种煤矿巷道支护固结构，包括混凝土层和支撑组件，所述混凝土层涂覆于煤矿巷道内壁，所述支撑组件贴合混凝土层设置，且支撑组件沿着煤矿巷道的长度方向均布；
7.所述支撑组件包括可拆卸连接的支撑穹顶和支撑板，所述支撑穹顶位于煤矿巷道的顶面，所述支撑板位于支撑穹顶与煤矿巷道的底面之间，且支撑穹顶和支撑板均通过加强圆管固设于煤矿巷道围岩内。
8.进一步，所述混凝土层依次包括第一混凝土层和第二混凝土层，所述第一混凝土层涂覆于煤矿巷道内壁，所述第二混凝土层涂覆于第一混凝土层表面，所述支撑组件贴合第二混凝土层设置。
9.进一步，所述第一混凝土层和第二混凝土层之间设有钢筋加强层。
10.进一步，所述第二混凝土层与支撑组件之间设有钢网加强层。
11.进一步，所述支撑穹顶的形状与煤矿巷道顶面的纵截面形状匹配。
12.进一步，所述支撑穹顶的端部设有插板，所述支撑板的顶部开设有供插板嵌入的插槽。
13.进一步，所述插槽的内壁设有橡胶垫。
14.进一步，所述支撑板设有两组，且两组支撑板相对且间隔设置，并分别对支撑穹顶的端部形成支撑力。
15.进一步，两组支撑板之间设有双向螺杆。
16.进一步，所述双向螺杆的两端均螺纹套接有加固支撑柱,且加固支撑柱与支撑板相抵。
17.进一步，所述加固支撑柱与支撑板相抵的一端设有定位柱，所述支撑板上对应定位柱开设有定位孔。
18.进一步，所述加强圆管的内部设有用于灌注混凝土砂浆的空腔，且加强圆管的侧壁上开设与空腔连通的通槽。
19.进一步，所述加强圆管的一端嵌入煤矿巷道围岩内部，其另一端设有外螺纹并通过外螺纹套接有锁紧螺帽。
20.进一步，所述加强圆管设有多个，且多个加强圆管等间距分布。
21.另，本发明还提供一种采用所述的煤矿巷道支护固结构的施工方法，包括以下步骤：
22.步骤一：清理预先开设的煤矿巷道，直至煤矿巷道内壁上无危石掉落。
23.步骤二：对煤矿巷道内壁喷涂混凝土形成第一混凝土层，接着在第一混凝土层表面铺设钢筋加强层，随后在钢筋加强层上继续喷涂混凝土形成第二混凝土层。
24.步骤三：第二混凝土层成型后，在第二混凝土层表面铺设钢网加强层，在钢网加强层表面对称设置支撑板，并在支撑板上方安装支撑穹顶，将加固支撑柱从双向螺杆两侧旋出并抵住支撑板。
25.步骤四：利用钻孔机在支撑穹顶和支撑板上钻设延伸至煤矿巷道围岩内部的通孔，在加强圆管外部涂覆建筑密封胶，将加强圆管插入通孔内并灌注混凝土砂浆，待混凝土砂浆凝固后将锁紧螺帽套设在加强圆管上并旋紧，即可。
26.进一步，在步骤四中，先在所述支撑穹顶和支撑板远离煤矿巷道内壁的一侧设有尼龙编织布，使用压条固定尼龙编织布，再利用钻孔机在支撑穹顶和支撑板上钻设延伸至煤矿巷道围岩内部的通孔。
27.进一步，所述压条设有多个，且多个压条等间距分布。
28.本发明的有益效果是：
29.1、通过第一混凝土层、第二混凝土层对煤矿巷道本体进行初步加固，并通过钢筋加强层和钢网加强层提高第一混凝土层和第二混凝土层的支撑强度。
30.2、通过支撑穹顶和支撑板的配合，对第一混凝土层、第二混凝土层以及煤矿巷道本体进行再次加固，进一步提高了煤矿巷道本体的牢固度。
31.3、通过插入加强圆管，提升煤矿巷道本体、第一混凝土层、第二混凝土层、支撑板以及支撑穹顶之间的连接紧密度，提高牢固度及使用寿命。
32.4、通过双向螺杆与加固支撑柱的配合,对支撑板施加作用力，提高支撑板的稳定性。
33.5、结构简单，易于实现，施工效率较高，施工后的煤矿巷道牢固度得到保障，保证了煤矿开采工作的安全性。
附图说明
34.图1是本发明的整体结构示意图；
35.图2是本发明的内部结构示意图；
36.图3是加强圆管的结构示意图；
37.图4是本发明另一种实施方式的结构示意图。
38.附图中：1-煤矿巷道、2-第一混凝土层、3-第二混凝土层、4-钢筋加强层、5-钢网加强层、6-支撑穹顶、7-支撑板、8-双向螺杆、9-加固支撑柱、10-加强圆管、11-通槽、12-锁紧螺帽、13-插板、14-插槽、15-定位柱、16-定位孔、17-尼龙编织布、18-压条。
具体实施方式
39.为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本技术保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
40.下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
41.实施例一：
42.如图1-图3所示，一种煤矿巷道支护固结构，包括混凝土层和支撑组件，所述混凝土层涂覆于煤矿巷道1内壁，所述支撑组件贴合混凝土层设置，且支撑组件沿着煤矿巷道1的长度方向均布。
43.所述混凝土层依次包括第一混凝土层2和第二混凝土层3，所述第一混凝土层2涂覆于煤矿巷道1内壁，所述第二混凝土层3涂覆于第一混凝土层2表面，所述支撑组件贴合第二混凝土层3设置。
44.所述第一混凝土层2和第二混凝土层3之间设有钢筋加强层4，所述钢筋加强层4为直径10mm的带肋钢筋编织而成的网状结构。
45.所述第二混凝土层3与支撑组件之间设有钢网加强层5，所述钢网加强层5为直径2mm的钢丝编织而成钢丝网。
46.也就是说，通过第一混凝土层2、第二混凝土层3对煤矿巷道本体进行初步加固，并通过钢筋加强层4和钢网加强层5提高第一混凝土层2和第二混凝土层3的支撑强度。
47.所述支撑组件包括可拆卸连接的支撑穹顶6和支撑板7，所述支撑穹顶6位于煤矿巷道1的顶面，同时，所述支撑穹顶6的形状与煤矿巷道1顶面的纵截面形状匹配，所述支撑板7位于支撑穹顶6与煤矿巷道1的底面之间，且支撑穹顶6和支撑板7均通过加强圆管10固设于煤矿巷道1围岩内。本实施例中，支撑穹顶6、煤矿巷道1顶面的纵截面均为弧形。通过支撑穹顶6和支撑板7的配合，对第一混凝土层2、第二混凝土层3以及煤矿巷道本体进行再次加固，进一步提高了煤矿巷道本体的牢固度。
48.本实施例中，所述支撑穹顶6的端部设有插板13，所述支撑板7的顶部开设有供插板13嵌入的插槽14。同时，所述插槽14的内壁设有橡胶垫。通过插板13与插槽14的配合，使支撑穹顶6和支撑板7的安装更为便捷。
49.所述支撑板7设有两组，且两组支撑板7相对且间隔设置，并分别对支撑穹顶6的端部形成支撑力。两组支撑板7之间设有双向螺杆8，所述双向螺杆8的两端均螺纹套接有加固支撑柱9,且加固支撑柱9与支撑板7相抵。通过双向螺杆8与加固支撑柱9的配合,对支撑板7施加作用力，提高支撑板7的稳定性。本实施例中，所述加固支撑柱9与支撑板7相抵的一端
设有定位柱15，所述支撑板7上对应定位柱15开设有定位孔16。通过定位柱15和定位孔16的配合，使加固支撑柱9在两组支撑板7之间更为牢固，避免发生偏移。
50.所述加强圆管10的内部设有用于灌注混凝土砂浆的空腔，且加强圆管10的侧壁上开设与空腔连通的通槽11，通过条形通槽11使混凝土砂浆漏出，从而使加强圆管10和各部件之间连接更为紧密牢固。所述加强圆管10的一端嵌入煤矿巷道1围岩内部，其另一端设有外螺纹并通过外螺纹套接有锁紧螺帽12。通过插入加强圆管10，提升煤矿巷道本体、第一混凝土层2、第二混凝土层3、支撑板7以及支撑穹顶6之间的连接紧密度，提高牢固度及使用寿命。
51.所述加强圆管10的长度根据支撑穹顶6、支撑板7与煤矿巷道1之间的距离进行选择，通过锁紧螺帽12对支撑穹顶6、支撑板7进行压紧，从而使该支护固结构连接更为紧密，提高了牢固度。优选的，所述加强圆管10设有多个，且多个加强圆管10等间距分布。
52.所述煤矿巷道支护固结构在使用过程中，包括以下步骤：
53.步骤一：将预先开设的煤矿巷道1内部的碎石、渣土，清理干净，再将煤矿巷道1内壁上的危石清除，直至煤矿巷道1内壁上无危石掉落。
54.步骤二：对煤矿巷道1内壁喷涂混凝土形成第一混凝土层2，接着在第一混凝土层2表面铺设钢筋加强层4，随后在钢筋加强层4上继续喷涂混凝土形成第二混凝土层3。
55.其中，所述第一混凝土层2和第二混凝土层3使用的混凝土原料相同，均由复合硅酸盐水泥、山砂和水混合而成，混合重量比为1：3.5：4，所述第一混凝土层2和第二混凝土层3在喷涂混凝土时均掺入速凝剂，速凝剂与混凝土的重量比为1:30。
56.步骤三：第二混凝土层3成型后，在第二混凝土层3表面铺设钢网加强层5，在钢网加强层5表面对称设置支撑板7，并在支撑板7上方安装支撑穹顶6，将加固支撑柱9从双向螺杆8两侧旋出并抵住支撑板7。
57.步骤四：利用钻孔机在支撑穹顶6和支撑板7上钻设延伸至煤矿巷道1围岩内部的通孔，在加强圆管10外部涂覆建筑密封胶，将加强圆管10插入通孔内并灌注混凝土砂浆，待混凝土砂浆凝固后将锁紧螺帽12套设在加强圆管10上并旋紧，完成施工并进行牢固度检测。
58.所述加强圆管10内部灌注的混凝土砂浆由复合硅酸盐水泥、河砂和水混合而成，混合重量比为1：3：4。
59.本发明具有结构简单、易于实现、施工效率较高的优点，施工后的煤矿巷道牢固度得到保障，保证了煤矿开采工作的安全性。
60.实施例二：
61.如图4所示，本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：
62.所述支撑穹顶6和支撑板7远离煤矿巷道1内壁的一侧设有尼龙编织布17，且尼龙编织布17通过压条18固定，所述压条18设有多个，且多个压条18等间距分布。通过尼农编织布17对第二混凝土层3上掉落的水泥砂砾进行拦截，避免其对煤矿工人造成影响。
63.所述煤矿巷道支护固结构在使用过程中，包括以下步骤：
64.步骤一：将预先开设的煤矿巷道1内部的碎石、渣土，清理干净，再将煤矿巷道1内壁上的危石清除，直至煤矿巷道1内壁上无危石掉落。
65.步骤二：对煤矿巷道1内壁喷涂混凝土形成第一混凝土层2，接着在第一混凝土层2
表面铺设钢筋加强层4，随后在钢筋加强层4上继续喷涂混凝土形成第二混凝土层3。
66.其中，所述第一混凝土层2和第二混凝土层3使用的混凝土原料相同，均由复合硅酸盐水泥、山砂和水混合而成，混合重量比为1：3.5：4，所述第一混凝土层2和第二混凝土层3在喷涂混凝土时均掺入速凝剂，速凝剂与混凝土的重量比为1:30。
67.步骤三：第二混凝土层3成型后，在第二混凝土层3表面铺设钢网加强层5，在钢网加强层5表面对称设置支撑板7，并在支撑板7上方安装支撑穹顶6，将加固支撑柱9从双向螺杆8两侧旋出并抵住支撑板7。
68.步骤四：在支撑穹顶6、支撑板7远离煤矿巷道1内壁的一侧铺设尼龙编织布17，利用压条18将尼龙编织布17固定于支撑穹顶6和支撑板7上，利用钻孔机在支撑穹顶6和支撑板7上钻设延伸至煤矿巷道1围岩内部的通孔，在加强圆管10外部涂覆建筑密封胶，将加强圆管10插入通孔内并灌注混凝土砂浆，待混凝土砂浆凝固后将锁紧螺帽12套设在加强圆管10上并旋紧，完成施工并进行牢固度检测。
69.所述加强圆管10内部灌注的混凝土砂浆由复合硅酸盐水泥、河砂和水混合而成，混合重量比为1：3：4。
70.以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本技术范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。